一种有源相控阵天线机电耦合测试系统的制作方法

本实用新型涉及一种有源相控阵天线机电耦合测试系统，属于有源相控阵天线阵面技术领域。

背景技术：

有源相控阵天线是电磁、精密机械结构、传热等多学科相结合的系统，其电性能的成功实现不仅依赖与各学科领域的设计水平，更取决于多学科的有机结合，如机械结构不仅是电性能实现的载体和保障，且往往制约着电性能的实现。另外，有源相控阵天线电性能对机械结构也提出了更高的要求。随着高精度、高增益、大口径等方向的发展，有源相控阵天线的机电耦合问题日益突出，为有源相控阵天线的设计带来了困难，多场、多参数强关联、机电热耦合关系复杂的问题。具体表现为目前的设计采用机电分离的方式，机电设计人员根据电性能指标要求，利用经典RUZE公式粗略估算精度指标，然后结构设计人员实现该精度。传统设计方式不是导致天线精度要求过高难以实现，就是出现精度达标而电性能不一定达标的现象。最终需要反复修整调试、提高研制成本、增加研制周期、严重制约了有源相控阵天线装备的性能提高和下一代装备的研制。

有源相控阵天线机电耦合理论突破这种机电分离的设计方式，利用场耦合模型代替粗略的RUZE公式，建立诸多结构参数与多种主要电性能之间的联系，再利用非场结构参数对电性能的影响机理作为补充，可以全面、精确的实现有源相控阵天线机电热多学科的定量分析。从而建立机电之间的密切联系，实现直接面向电性能的结构设计。

为了验证机电耦合理论成果的正确性及成效性，目前其理论验证多通过仿真计算进行验证，缺少直接进行实验验证的平台对象，通过已有的有源相控阵天线进行验证，结构变形不可控，局限性大，可获取的样本数据量不足，难以满足验证需求。因此需要研发一种有源相控阵天线机电耦合测试系统。

技术实现要素：

针对以上问题本实用新型提供了一种可实现天线阵面主动变形的有源相控阵天线机电耦合测试系统。对调整机构的优化设计，可实现阵面变形的全部可达，通过调整机构可模拟有源相控阵天线在实际复杂服役环境时的多种阵面变形情况，为机电耦合模型提供大量的变形位移场数据样本和电性能数据样本。

技术方案：为了解决以上问题本实用新型提供了一种有源相控阵天线机电耦合测试系统，包括天线单元、安装面板、调整机构、阵面骨架、有源子阵、子阵综合分机、电源。天线单元安装在安装面板上，安装面板通过调整机构与阵面骨架连接。有源子阵、子阵综合分机、电源都安装在阵面骨架上，电源通过电缆与有源子阵、子阵综合分机连接，有源子阵与子阵综合分机射频电缆连接。所述天线单元包括喇叭天线、圆极化器、电连接器接头；圆极化器一端连接有喇叭天线，另一端安装有电连接器接头，电连接器接头通过射频电缆与有源子阵连接。

所述安装面板上设置有极化器过孔、天线单元固定孔、面板调整机构固定孔；圆极化器穿过极化器过孔；天线单元通过天线单元固定孔螺接固定于安装面板上。

所述阵面骨架包括支架、底座、蒙皮、骨架调整机构固定孔；支架上设有骨架调整机构固定孔，支架直接螺接固定于底座上，蒙皮螺接固定在支架的外部。

所述的调整机构包括前法兰、后法兰、升降机；升降机的一端连接前法兰，另一端连接后法兰；前法兰通过面板调整机构固定孔螺接固定在安装面板上，后法兰通过骨架调整机构固定孔螺接固定在阵面骨架上。

有益效果：本实用新型系统的安装面板为一整块铝合金大板，调整机构在其背后连接作用，可使安装面板产生连续变形，天线单元可同步产生连续的变形位移场；天线单元单独安装固定，可实现离散位移场。该机电耦合测试系统使用过程中，两种位移场可相结合使用。本实用新型系统安装面板与阵面骨架通过调整机构连接固定，设计精巧，调整机构既提供安装面板与阵面骨架的机械连接作用，又能够对安装面板进行主动变形调整。

附图说明

图1为本实用新型系统的正面视图。

图2为本实用新型系统的背面视图。

图3为本实用新型系统的侧面视图。

图4为本实用新型系统的天线单元结构示意图。

图5为本实用新型系统的安装面板结构示意图。

图6-1为本实用新型系统的调整机构结构示意图。

图6-2为图6—1的侧视图。

图7为本实用新型系统的阵面骨架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至5所示，本实用新型提供了一种有源相控阵天线机电耦合测试系统，包括天线单元1、安装面板2、调整机构3、阵面骨架4、有源子阵5、子阵综合分机6、电源7。

所述天线单元1包括喇叭天线11、圆极化器12、电连接器接头13；喇叭天线11通过螺钉与圆极化器12的一端连接固定，圆极化器12的另一端安装有电连接器接头13，电连接器接头13通过射频电缆与有源子阵5连接。

所述安装面板2上设置有极化器过孔21、天线单元固定孔22、面板调整机构固定孔23。天线单元1通过天线单元固定孔22螺接固定于安装面板2上。

天线单元1通过螺钉安装固定在安装面板2上，其中圆极化器12穿过安装面板2上的极化器过孔21，电连接器接头13通过射频电缆与有源子阵5对接，有源子阵5实现其馈电要求，8个有源子阵5通过螺钉安装固定在阵面骨架4上。安装面板2和阵面骨架4通过调整机构3连接固定。有源子阵5与子阵综合分机6射频电缆连接，子阵综合分机6通过螺钉安装固定在阵面骨架4上。电源7通过电缆与有源子阵5、子阵综合分机6连接，电源7悬挂于阵面骨架4两边侧壁上。

如图5所示，所述安装面板2选用的是一整个6mm厚铝合金大板，整体机加工成型。安装面板2通过调整变形，为整个测试系统提供连续的变形位移场。

如图7所示，所述阵面骨架4包括支架41、底座42、蒙皮43、骨架调整机构固定孔44；支架41上设有骨架调整机构固定孔44，支架41直接螺接固定于底座42上，蒙皮43螺接固定在支架41的外部。阵面骨架4是整个测试系统的刚度基础，需具有足够的刚强度。其中，支架41和底座42由钢型材焊接成型，蒙皮43为铝板冲压加工而成，冲压加工后蒙皮具有较好的刚度。支架41，底座42，蒙皮43均通过螺钉连接固定。

如图6-1、6-2所示，所述的调整机构3包括前法兰31、后法兰33、升降机32。升降机32的一端连接前法兰31，另一端连接后法兰33。前法兰31通过面板调整机构固定孔23螺接固定在安装面板2上，后法兰33通过骨架调整机构固定孔44螺接固定在阵面骨架4上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。